Invalidation et solution du cache du framework Java

Les raisons courantes d'invalidation du cache du framework Java incluent les modifications de données, l'expiration de la durée de vie, l'invalidation manuelle et les mises à jour simultanées. Les solutions incluent : la mise à jour incrémentielle (pour les données fréquemment mises à jour) ; la protection contre la pénétration du cache (pour empêcher le contournement direct du cache pour interroger la base de données) (pour invalider immédiatement les données) ;

Solution d'invalidation et de traitement du cache du framework Java

Introduction

Le mécanisme de mise en cache est crucial dans le développement Web moderne, il peut considérablement améliorer les performances et la vitesse de réponse des applications. Cependant, les données mises en cache peuvent devenir invalides, ce qui nécessite que l'application prenne les mesures appropriées pour les gérer. Dans cet article, nous explorerons les causes courantes d'invalidation du cache dans les frameworks Java et les solutions courantes.

Raisons d'invalidation

• Modifications de données : Lorsque les données du cache sont mises à jour dans la base de données ou dans un autre stockage persistant, les données mises en cache deviennent obsolètes.
• Expiration TTL : La plupart des systèmes de mise en cache définissent une valeur de durée de vie (TTL) pour chaque élément du cache, après quoi l'élément expirera du cache.
• Invalidation manuelle : Les applications doivent parfois invalider les caches de manière proactive, par exemple lors de la mise à jour d'informations sensibles ou de modifications importantes.
• Mises à jour simultanées : Dans un environnement simultané, plusieurs threads peuvent mettre à jour le même élément de cache en même temps, entraînant l'écrasement de l'une des mises à jour.

Solution de traitement

1. Mise à jour incrémentielle

Pour les données fréquemment mises à jour, l'utilisation du mécanisme de mise à jour incrémentielle peut réduire efficacement les pannes de cache. Lorsque les données changent, seule la partie affectée du cache est mise à jour, et non l'intégralité de l'élément. Par exemple, vous pouvez utiliser l'annotation @CachePut pour implémenter les mises à jour incrémentielles de Spring. @CachePut 注解来实现 Spring 的增量更新。

@CachePut(value = "userCache", key = "#user.id")
public User updateUser(User user) {
    // ... 更新数据库并返回更新后的用户
}

2. 缓存穿透保护

缓存穿透是指查询不到目标数据时，直接绕过缓存向数据库查询。为了防止缓存穿透，可以使用布隆过滤器或二级缓存来拦截此类请求。

3. 手动失效

当需要立即使缓存数据失效时，可以使用缓存 API 提供的手动失效方法。例如，Spring Cache 中的 Cache.evict

@Cacheable(value = "shoppingCartCache", key = "#userId")
public ShoppingCart getShoppingCartForUser(Long userId) {
    // ... 查询数据库并返回购物车
}

@CachePut(value = "shoppingCartCache", key = "#userId")
public ShoppingCart updateShoppingCart(Long userId, ShoppingCart cart) {
    // ... 更新数据库和购物篮缓存
}

2. Protection contre la pénétration du cache

La pénétration du cache signifie que lorsque les données cibles ne peuvent pas être interrogées, elles contournent directement le cache et interrogent la base de données. Pour empêcher la pénétration du cache, des filtres Bloom ou des caches de deuxième niveau peuvent être utilisés pour intercepter de telles requêtes.

3. Invalidation manuelle

Lorsque vous devez invalider immédiatement les données mises en cache, vous pouvez utiliser la méthode d'invalidation manuelle fournie par l'API de cache. Par exemple, la méthode Cache.evict dans Spring Cache peut être utilisée pour invalider explicitement une entrée de cache.

4. Verrouillage distribué

Dans un environnement simultané, des verrous distribués peuvent être utilisés pour garantir que le même élément de cache n'est pas mis à jour par plusieurs threads en même temps. En obtenant le verrou avant de mettre à jour l'élément de cache, vous pouvez éviter les incohérences de données causées par des mises à jour simultanées.

Cas pratique

🎜🎜Prenons l'exemple du panier d'achat d'un site e-commerce. Lorsqu'un utilisateur ajoute ou supprime des articles du panier, le site Web doit mettre à jour le cache du panier. Étant donné que les données du panier sont mises à jour fréquemment, l'utilisation du mécanisme de mise à jour incrémentielle peut optimiser les performances du cache. 🎜rrreee🎜Cet exemple utilise Spring Cache pour implémenter des mises à jour incrémentielles, qui mettent à jour uniquement la partie affectée du cache du panier (c'est-à-dire les articles qui ont été ajoutés ou supprimés) sans affecter l'ensemble du panier. 🎜🎜🎜Conclusion🎜🎜🎜L'invalidation du cache est un problème courant dans le mécanisme de mise en cache du framework Java. Comprendre les causes des pannes et adopter des solutions appropriées sont essentiels pour garantir les performances des applications et la cohérence des données. 🎜

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